元胞自動機環(huán)境下水泥水化過程模擬及算法.pdf

1、水泥水化過程是一個極為復雜的過程，水泥水化計算機模擬作為水泥材料研究的一個方面，對于研究并預測水泥性能有重大意義和實用價值，是目前科學研究的重點。美國NIST的CEMHYD3D軟件是模擬水泥水化過程和水泥漿體微觀結構演變的計算機模擬軟件，是水泥水化計算機模擬這一研究的領域的重要成果。
　　 本文通過認真研究并分析CEMHYD3D軟件的源代碼和附帶指導說明文字，詳細論述了水泥水化模擬過程，水化模型程序結構及其中的數據結構和算法，并

2、在此基礎上著重論述元胞自動機理論對水化過程的指導作用。主要研究內容包括：⑴闡述水泥的燒制過程，水泥組份和水化機理，并依據水化機理給出水泥主要物相的水化反應方程式；⑵從二維背散射/X-ray圖像獲取二維數字化信息，如待研究水泥的水灰比，顆粒尺度分布，表面積分數等參數，用于構建初始三維微結構；⑶以二維水泥圖像中水泥物相的面積分數、邊緣周長分數分別等同于三維顆粒物相的體積分數、表面積分數這一重要對應關系為依據，構建顆粒的初始三維水泥微觀結構；

3、⑷以元胞自動機方法為理論指導，在原有6鄰居關系的元胞自動機模型上提出新的26鄰居關系的元胞自動機水化模型，按照溶解-擴散/反應的水化順序構建相應的水化規(guī)則并將其算法化，從而用新模型來模擬三維微結構水泥水化過程；⑸以CEMHYD3D軟件為基礎，結合水化的各個階段剖析水化過程的框架結構及核心算法。
　　 本文創(chuàng)新之處在于，采用26鄰居關系的元胞自動機模型來模擬水化反應過程，給出水化溶解規(guī)則算法和擴散規(guī)則算法。對于較為復雜的反應規(guī)則給